KR20060045458A - 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기구조물 - Google Patents

내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홴과 온도 제어기가 배터리 케이스 내부의 셀로부터 직접 전력을 공급받아서, 독립적으로 작동될 수 있는, 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물을 제공하는 것이다. 셀의 사용 여부 또는 재충전 여부에 상관없이, 배터리 케이스 내부의 온도가 소정의 기준치를 넘으면 언제든지 홴이 자동으로 켜져서 배터리 케이스를 냉각시킬 수 있다.
홴, 온도 제어기, 배터리 케이스, 셀, 내부 환기 구조물

Description

내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물{BATTERY CASE INTERNAL VENTILATION STRUCTURE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE THEREIN}
도1은 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부 환기 구조물의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부 환기 구조물의 단면도.
도3은 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부 환기 구조물의 평면도.
도4는 홴이 출구에 배치된, 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부 환기 구조물의 작동도.
도5는 홴이 입구에 배치된, 본 발명에 따른 배터리 케이스 내부 환기 구조물의 작동도.
도6은 본 발명에 따라 두 개의 홴이 배터리 케이스의 출구에 배치된 것을 보여주는 도면.
도7은 본 발명에 따라 홴이 배터리 케이스의 입구에 배치된 것을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 배터리 케이스
11 : 셀
12 : 입구
13 : 출구
20 : 온도 제어기
30 : 홴
101 : 환기 공간
본 발명은 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온을 받게 되면 수명이 줄어드는 배터리 케이스용 열 소산 구조물에 관한 것이다.
배터리 산업 분야의 기술 발전에 따라, (니캐드 배터리, Li-MH 배터리, Li 이온 배터리 등과 같은) 상이한 배터리 모듈이 많은 노트북, 카메라 등과 같은 많은 전기 제품에 폭넓게 사용되어 왔다. 이들 배터리 모듈은 쉽게 사용될 수 있지만, 제조 비용이 높고 고온을 받게 되면 수명이 줄어들게 된다. 지금까지, 배터리 제조업자들은 이러한 문제에 대한 효과적인 해결책을 발견하지 못했다.
배터리의 수명은 온도 변화에 매우 민감하다. 예를 들면, Li 이온 배터리의 작업 온도 범위는 -20℃ 내지 60℃ 이고, (배터리 사용 여부에 상관없이) Li 이온 배터리가 온도가 60℃ 보다 높은 환경에서 24시간 이상 놓여지면, 배터리의 수명은 그 초기값의 30% 아래로 줄어들고, Li 이온 배터리는 더이상 완전히 충전될 수 없다. 따라서, 온도는 배터리 수명에 있어서 큰 인자일 뿐만 아니라, 배터리를 사용 하는 전기 제품에 영향을 미칠 것이다.
예를 들면, 통상 사람들은 자동차에 노트북을 즐겨 놓아두는데, 여름에는 자동자가 태양 아래에서 가열되고, 그 내부 온도는 70 내지 80℃까지 증가될 수 있다. 이러한 경우에, 자동차 내부의 노트북 배터리의 수명 및 유효 기능이 실질적으로 줄어들게 되고, 그 결과 배터리의 영구 손상을 초래한다.
전기 자전거에 사용되는 배터리 모듈의 다른 예를 들면, 30 내지 40℃ 범위의 여름 온도는 수용가능한 범위 내에 있지만, 배터리 모듈은 통상 배터리 케이스 내에 놓여 있고, 배터리 케이스 내부 온도는 태양에 의해 가열된 후에 60℃를 넘게 되어, 배터리 모듈이 배터리 모듈이 장기간 이러한 온도에 놓여있게 되면 수명의 치명적인 약화를 가져와서, 결과적으로는 영구 손상을 초래할 것이다.
상술한 설명으로부터, 온도는 배터리의 수명 및 효율에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라, 배터리의 용도의 가능한 범주를 제한시킨다고 결론지을 수 있다.
본 발명은 상술한 단점들을 없애거나 그리고/또는 완화하려는 것이다.
본 발명의 주 목적은 홴과 온도 제어기가 배터리 케이스 내부의 셀로부터 직접 전력을 공급받아, 독립적으로 작동될 수 있는, 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물을 제공하는 것이다. 셀의 사용 여부 또는 재충전 여부에 상관없이, 배터리 케이스 내부의 온도가 소정의 기준치를 넘으면 언제든지 홴이 자동으로 켜져서 배터리 케이스를 냉각시킬 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 양호한 실시예들을 단지 예시를 위한 목적으로 보 여주는, 첨부 도면과 연관하여 취해진 이하의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물이 도시되는데, 이는 배터리 케이스(10), 온도 제어기(20) 및 적어도 하나의 홴(30)을 포함한다.
배터리 케이스(10)는 복수개의 셀을 저장하는데 사용되고, 배터리 케이스(10)의 일 측에는 복수개의 입구(12)가 형성되고, 입구(12)에 대향하는 배터리 케이스(10)의 타 측에는 복수개의 출구(13)가 제공된다. 개별 셀(11)은 환기 공간(101)에 의해 서로로부터 그리고 배터리 케이스(10)의 내부면으로부터 분리된다.
온도 제어기(20)는 배터리 케이스(10) 내부의 온도를 감지 및 제어하기 위해 셀(11)에 전기적으로 연결되고, 배터리 케이스의 온도 변화에 응답하여 출력값을 제어 및 변동시키는 역할을 한다. 예를 들어, 온도 제어기(20)는 저항값이 온도 변화에 따라 변동가능한 온도 저항기인데, 즉 역으로 온도 제어기의 저항값은 온도의 증가와 함께 증가될 것이다.
홴(30)은 입구(12) 또는 출구(13) 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 홴(30), 온도 제어기(20) 및 셀(11)은 루프로 연결되어서, 홴(30)이 셀(11)로부터 전력을 공급받아 온도 제어기(20)의 제어하에 회전할 수 있다.
본 발명의 작동이 이하 설명될 것이다.
예를 들어, 셀이 Li 이온계이고 그 작동 온도 범위가 -20℃ 내지 60℃이고, Li 이온 셀이 전기 자전거의 배터리 케이스에 사용되면, 배터리 케이스 내부의 온 도는 태양에 의해 가열된 후에 60℃를 넘게 되어, 배터리 모듈은 영구적으로 손상될 것이다.
입구(12) 및 출구(13)가 밀봉된 배터리 케이스(10)의 어느 일 측에 제공되고, 입구(12) 또는 출구(13)에 홴(30)이 배치된다(도4 및 도5에 도시됨). 온도 제어기(20), 홴(30) 및 셀(11)은 루프로 연결되어, 배터리 케이스(10) 내의 온도가 (50℃와 같은) 소정의 기준치를 넘을 경우 온도 제어기(20)가 홴(30)을 켜서 배터리 케이스(10)의 외부로 열을 방출할 것이다.
홴(30)이 출구(13)에 배출 홴으로서 배치되면(도4에 도시됨), 신선한 공기가 개별 셀(11)의 표면 및 환기 공간(101)을 통해 유동한 후에, 입구(12) 및 출구(13)를 거쳐 배터리 케이스(10)의 내외로 유동할 것이다. 역으로, 홴(30)이 입구(12)에 추출 홴으로서 배치되면(도5에 도시됨), 신선한 공기가 개별 셀(11)의 표면 및 환기 공간(101)을 통해 유동한 후에, 입구(12) 및 출구(13)를 거쳐 배터리 케이스(10)의 내외로 유동할 것이다.
즉, 홴(30)은 배터리 케이스(10) 내부로 냉각 공기를 유입하고 그 외부로 고온의 공기를 방출하여, 배터리 케이스(10)는 냉각되고, 내부 온도는 감소된다.
홴(30) 및 온도 제어기(20)는 배터리 케이스(10) 내부의 셀(11)로부터 직접 전력을 공급받기 때문에, 독립적으로 작동될 수 있다. 셀(11)의 사용 여부 또는 재충전 여부에 상관없이, 배터리 케이스(10)의 내부 온도가 소정의 기준치를 넘으면 언제든지 홴(30)이 자동으로 켜질 수 있다. 이는 배터리 산업에 있어서 새로운 개념이다.
실제 응용에에서는, 이물질이 배터리 케이스(10) 내로 들어가는 것을 방지하기 위해 필터(40)가 입구 및 출구(13)에 제공될 수 있다.
또한, 홴(13)의 개수는 도6에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 변동될 수 있는데, 예를 들면 배터리 케이스(10)에는 많은 셀(11)이 있기 때문에 환기 능력을 향상시키도록 두 개의 홴(13)이 출구(13)에 배치된다.
도7에 추가로 도시된 바와 같이, 홴은 또한 환기 효과를 향상시키기 위해 입구(12) 및 출구(13)에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 다양한 실시예를 도시 및 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범주 내에서 추가의 실시예가 더 있을 수도 있다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 홴과 온도 제어기가 배터리 케이스 내부의 셀로부터 직접 전력을 공급받아서, 독립적으로 작동될 수 있는, 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물을 제공할 수 있다. 셀의 사용 여부 또는 재충전 여부에 상관없이, 배터리 케이스 내부의 온도가 소정의 기준치를 넘으면 언제든지 홴이 자동으로 켜져서 배터리 케이스를 냉각시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물이며,
    복수개의 셀을 저장하는데 사용되고, 일 측에는 복수개의 입구가 형성되고 입구에 대향하는 타 측에는 복수개의 출구가 제공되고, 개별 셀이 환기 공간에 의해 내부면으로부터 그리고 서로로부터 분리되는 배터리 케이스와,
    배터리 케이스 내부의 온도를 감지 및 제어하기 위해 셀에 전기적으로 연결되고 배터리 케이스의 온도 변화에 응답하여 출력값을 제어 및 변동시키는 역할을 하는 온도 제어기와,
    입구에 추출 홴으로서 배치되는 적어도 하나의 홴을 포함하고,
    홴, 온도 제어기 및 셀은 루프로 연결되어, 홴이 셀로부터 전력을 공급받아 온도 제어기의 제어하에 작동하는 배터리 케이스 내부 환기 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 온도 제어기는 저항값이 온도에 따라 변동할 수 있는 온도 저항기인 배터리 케이스 내부 환기 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 이물질이 배터리 케이스에 들어가는 것을 방지하기 위해 필터가 입구 및 출구에 제공되는 배터리 케이스 내부 환기 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 두 개의 홴이 입구에 제공되는 배터리 케이스 내부 환기 구 조물.
  5. 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물이며,
    복수개의 셀을 저장하는데 사용되고, 일 측에는 복수개의 입구가 형성되고 입구에 대향하는 타 측에는 복수개의 출구가 제공되고, 개별 셀이 환기 공간에 의해 내부면으로부터 그리고 서로로부터 분리되는 배터리 케이스와,
    배터리 케이스 내부의 온도를 감지 및 제어하기 위해 셀에 전기적으로 연결되고 배터리 케이스의 온도 변화에 응답하여 출력값을 제어 및 변동시키는 역할을 하는 온도 제어기와,
    출구에 배출 홴으로서 배치되는 적어도 하나의 홴을 포함하고,
    홴, 온도 제어기 및 셀은 루프로 연결되어, 홴이 셀로부터 전력을 공급받아 온도 제어기의 제어하에 작동하는 배터리 케이스 내부 환기 구조물.
  6. 내부의 온도를 제어하기 위한 배터리 케이스 내부 환기 구조물이며,
    복수개의 셀을 저장하는데 사용되고, 일 측에는 복수개의 입구가 형성되고 입구에 대향하는 타 측에는 복수개의 출구가 제공되고, 개별 셀이 환기 공간에 의해 내부면으로부터 그리고 서로로부터 분리되는 배터리 케이스와,
    배터리 케이스 내부의 온도를 감지 및 제어하기 위해 셀에 전기적으로 연결되고 배터리 케이스의 온도 변화에 응답하여 출력값을 제어 및 변동시키는 역할을 하는 온도 제어기와,
    입구에 추출 홴으로서 배치되는 홴과,
    출구에 배출 홴으로서 배치되는 다른 홴을 포함하고,
    홴, 온도 제어기 및 셀은 루프로 연결되어, 홴이 셀로부터 전력을 공급받아 온도 제어기의 제어하에 작동하는 배터리 케이스 내부 환기 구조물.
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